...entsim在煤矿通风立体动态管理中的应用
梁辉
[摘 要]浅析煤矿通风网络图的基本特点、简化技术措施、通风网络图的技术应用关键点以及简化通风网络的应用效果等。
[关键词]煤矿通风；网络图；简化技术；应用关键；效果
中图分类号：TD17 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0009-01
引言：对于煤矿来讲，每个矿井都有各自的通风系统，它也是保障煤矿安全生产的关键与基础。保证通风系统正常，并发挥其自身的优势和作用，也是确保完成煤矿安全生产目标的主要任务。然而，实际煤矿通风系统网络是比较复杂的，为了将网络用数字图形的形式表示在图上，这就形成了煤矿通风工程网络图。此图形成的过程中，就要通过细致的技术分析通风网络，将复杂的通风网络简化成网络图，才能为应用创造现实价值。
1 煤矿通风网络图的基本特点
煤矿通风网络图是安全生产的重要图件，是必备的。在通风系统图上可以反映出通风巷道的位置、长度和连接关系及构筑物的位置等。它能如实反映了煤矿的通风走向真实情况，为下步多种应用提供了资料平台。但是，通风节点和巷道过多，或存在较多的交叉重叠，图上也不便反映，也不便于通风分析。因此，通风网络图的反映也有局限性，不能体现太多的细节。通风网络图的主要特点：①有限图：对于煤矿通风系统，不论通风巷道怎样交错纵横，其风流都只能经过有限的巷道，也就是说通风网络图由有限分支和节点所组成；②非简单图：煤矿通风系统存在并联通风的情况（主井、副井进风并联，多条巷道的并联等），而在图中则只能表现为重边；③有向连通：通风系统以风流流动形式连通系统，而反映在网络图中则利用分支方向表现对应巷道风向；④赋权图：在通风管理与解算通风网络时，需要了解巷道的风量、风阻、支护情况和断面大小等具体参数，其参数在图中是分支并联；⑤线和节点：通风网络图在表示了线和节点的关系，与巷道的实际长度和位置无关，这是与通风系统图的区别；⑥节点风压：通风网络图修改简单，用处大，可将通风系统图转制成节点风压标注通风网络图。节点风压位置与巷道风向相对应，无需再标注方向，这使网络图更加简洁清晰了，便于了观察。
2 煤矿通风网络图的简化技术措施
煤矿通风网络图在分析煤矿井下通风时，其明显的特点就是准确无误和清晰简洁。准确无误就是在通风网络图上能真实反映通风系统中巷道连接的关系，能与通风系统的实际情况相符合；清晰简洁就是在网络图上清晰直观，巷道交叉少，分布又合理。基于此因，有必要对节点多、巷道多的网络图进行合理的进行简化。而经过简化的通风网络图，还必须能够准确反映通风系统的特点，并保证简化误差在可允许范围之内。在煤矿通风网络图的简化方式上，它一般分为等效和有效简化两种形式，简化效果稍有差异。
1）等效简化法。这种简化通风网络图法不存在误差。如简化并联风道、简单串联，可用一条等效分支替代串联或并联分支，等效风阻仍根据串联或并联公式计算。至于等效简化的应用，可根据实际需要将子系统或局部采区的风网用等效分支替代。可利用自动简化工具进行等效简化，过程分不同层次。当两个分支并联后可能与其他分支串联，或将串联子网简化为一条分支。分支可能与其他分支产生新的串联或并联，所以需要层层简化。等效简化对减少通风网络拓扑计算机内存和提高计算机运行速度具有重要作用，其用途也广。
2）有效简化法。它存在可预料的通风网络图简化误差，也是一种不等效的简化法。每次简化的网络图系统与实际通风系统特征相比有所改变，系统的风量分配产生差别，有助于通风调风，因此该发也很有必要。简化内容包括：当实际系统相近风流间的风阻很小时，可将其合分点简化为一点，也就是将较小风压的局部风网并成一点；标高相同的进风口和出风口简化为一节点；无法忽视进风口风压，则将风压计入通风动力；或采取虚拟风道，在进风口和回风口增设零风阻分支，将风压之余其中，但如果合并节点后会改变风流关系及串联风网端点则不宜并点；通风构筑物的漏风量较小，可将其所在区域或分支视为断路，不在通风网络图中显示。这些都是处理网络图的方法。
3 煤矿通风网络图的技术应用关键点
煤矿通风网络图是通风分析的重要工具，不能分析判断通风系统中的风阻、风量、风压及并联规律，还能得出通风趋势，并反作用于通风网络图的分析。应用关键集中在以下两点：
1）分析通风趋势与规律。可利用通风网络图分析通风趋势，即巷道内风阻的变化会造成整个通风系统中风量变化，就需要对新风量分配进行层次性的定性分析，目的就是充分掌握风阻变化时的风量分配规律，以便应用通风管理。分析通风趋势：①风阻改变的情况下通风系统全部风量变化的规律；②通风系统中风量变化的特征；③多个风阻变化的综合影响。关联分析：对一般通风网络图，考察的对象是内部系统（包含变化源风道及与其串联的井下风道）和外部系统（包含与内部系统风道并联的所有需要风量分配分析的巷道）。而内外部系统巷道存在关联，可分别用一条巷道表示。增加内部系统中风道的风阻，则总风阻增加，外部系统风阻也会相应增加，所以减少了内部系统风量，也增加了外部系统风量；否则就相反。调节分析：分析调风时，可利用增加风阻的方式，会减少通风网络图中的总风量，则通风特征曲线趋向扁平，需要向下移动通风系统的主通风机。实际通风网络图中，节点和巷道较多，进入内部系统风道的风流多来自上游风道，风流会很多风道流向煤矿主扇。明确、区别实际网络图的内外部系统，就需要标记风流构成等。
2）对风量的调节分析。生产规模的扩大，井下瓦斯涌出量增大，风阻随之增加，导致井下所需風流变化。为保障井下通风，工作地点有足够风量，需要不断调节井下风量。调风分析也就是对调风措施选择和应用进行的分析。一般调节措施主要依靠调节风道风阻的方法，使风流达到平衡状态。调风措施：调风地点已确定时，在不影响其他巷道风速和风量情况下，可变动调风地点。当井下总风量达到要求时，先采取减小风阻的方法。如拆除风窗，因工期和成本低，不宜采取扩大风道断面方式。这是调风的主要措施。若增加风窗，但在运输巷道不适用，变形严重和设有构筑物的风道中增加风阻方法应用较多。所以利用通风网络图分析调风时需要逐次进行，先找出满足调风效果和风量的调风地点和调节值，经多次验证，直到达到风量要求。假如总风量无法满足调风要求时，就要对通风机进行调整或更换。风量调节：先要绘制简化的通风网络图，并进行相应计算。利用进、回风口的通风敏感度和风流构成进行通风系统的初始解算；然后在通风网络图上渲染内部系统风道，并分级渲染其风流构成；最后对调风点采取减小风阻的方法。若能实现调风目标，将其视为初选地点，再考虑内部系统中是否存在更适合的减阻点。如此选择最佳减阻方案，直到确定调风量目的。
4 简化通风网络的应用效果
作为煤矿通风网络图来讲，它则是煤矿安全生产中的一个重要图形工具。但是，但是实际的通风网络往往比图上的网络更为复杂，为直观显现，这就要对对煤矿通风网络图实施切实可行的简化。利用有效的简化技术，建立相应的简化模式，就能将简化后的通风网络图更加简洁、直观，便于应用通风系统分析。而且简化后的通风网络图还可以有效应用在分析通风趋势和风量调节之中，这就为煤矿通风系统的调整，以及保障实现安全生产提供了较好的可靠性。
结束语
煤矿通风网络图简化技术，在煤矿通风工作中非常实用，能解决很多现实问题，确保井下通风的安全，并为提高通风效率的提高及煤矿经济效益的提升奠定基础。
参考文献
[1] 汶伟.矿井通风网络图简化及应用分析的研究[J].西安：西安科技大学，2009.
[2] 王磊，等.网络图虚工序自动识别算法的改进[J].解放军理工大学学报，2009，21.
[3] 王伟阳.矿井通风网络图简化[J].管理学家.2012（12）.
[4] 杨小强.对矿井通风网络图简化及应用要点的思考及分析[J].华东科技，2014.12：423.
